ivdon3@bk.ru
Данная статья посвящена вопросам внедрения автоматизированной системы управления региональными электрическими сетями на основе интеллектуальных технологий. Значимость рассматриваемого вопроса выражается в том, что наряду с развитием технологий и их активным применением повышаются электрические нагрузки в сетях, где происходят большие потери электроэнергии. Рассмотрены некоторые вопросы повышения эффективности производства и потребления энергоресурсов на региональном уровне. Описаны основные элементы системного подхода к анализу автоматизированной системы управления технологическим процессом региональной энергетической системой (АСУТП РЭС). Приведен пример проектирования и реализации пилотного проекта внедрения интеллектуальных технологий в электрических сетях Чеченской Республики, в частности в электрических сетях г. Аргун. Рассмотрены наиболее значимые сущности региональной электроэнергетики, определяющие процесс функционирования АСУТП РЭС, а также оказывающие или способные оказать влияние на структуру и процесс функционирования АСУТП РЭС, где степень влияния, ситуации и моменты влияния у всех приводимых сущностей абсолютно разные. Проведенная методика формирования сущностей представляет зависимость их в разной мере между собой.
Ключевые слова: учет электроэнергии, электрическая сеть, интеллектуальные технологии, автоматизированная система управления технологическим процессом , региональная энергетическая система, тариф на электроэнергию
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 2.4.2 - Электротехнические комплексы и системы
В этом исследовании рассматривается управление скоростью охлаждающего вентилятора как эффективное средство снижения выбросов летучих органических соединений во время трехмерной печати методом послойного наплавления. Высокие температуры экструзии, используемые в современных высокоскоростных принтерах, приводят к выбросам вредных летучих органических соединений, что создает риски для здоровья в плохо проветриваемых помещениях. Для установления квадратичной зависимости между скоростью вентилятора и объемным потоком воздуха, который напрямую влияет на осаждение летучих органических соединений на поверхности расплава, разработана математическая модель. Экспериментальная установка использует релейное управление током двигателя и пропорционально-интегрально-дифференцирующее регулирование скорости вращения, обеспечивая быструю стабилизацию воздушного потока с минимальным перерегулированием. Из анализа переходных характеристик, включая ток двигателя, скорость вентилятора, скорость воздушного потока и потребление электроэнергии, показано, что точное управление скоростью вентилятора создает стабильное и предсказуемое движение воздушного потока, значительно снижая выбросы летучих органических соединений. Кроме того, результаты показывают, что интеграция обратной связи датчика летучих органических соединений в реальном времени с контролем скорости экструзии может предложить еще более адаптивную и эффективную стратегию для сокращения выбросов. Это исследование закладывает основу для более безопасных и эффективных процессов 3D-печати с моделированием послойного наплавления за счет улучшенного управления температурой и выбросами.
Ключевые слова: летучие органические соединения, трехмерная печать, адаптивное управление, послойное наплавления, регулирование
2.1.10 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
Рассмотрены существующие системы управления горочными вагонными замедлителями и методы их технической диагностики. Выявлены недостатки существующих аналитических методов технической диагностики. Выявлены факторы, помогающие повысить точность технической диагностики вагонных замедлителей, доступные в существующих горочных автоматизированных управляющих комплексах. Предложен подход к построению интеллектуальной системы, уточняющей текущее состояние вагонного замедлителя, на базе деревьев решений. Предложен способ повышения качества деревьев решений, построенных с использованием технологии Data Mining, в условиях малого объема обучающих примеров. В основе подхода лежат идеи самоорганизации интеллектуальных систем. Повышение точности решающих правил продемонстрировано на проверочных базах данных примеров.
Ключевые слова: "сортировочная горка, управляющие комплексы, напольные устройства, вагонные замедлители, интеллектуальные системы, многофакторный анализ, классификация по признакам, алгоритмы самоорганизации, автоматическое приобретение знаний, мягкие вычисления
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.9.3 - Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация
В статье рассматриваются современные цифровые и математические технологии, применяемые в системах поддержки принятия решений (СППР) для управления животноводческими предприятиями. Особое внимание уделено вопросам оптимизации кормления животных с использованием предиктивных алгоритмов, автоматизированных систем и анализа больших данных. Представлены архитектура СППР и примеры успешной интеграции. Определены ключевые рекомендаций по повышению эффективности управления в СППР, каждая из которых сопровождается методологическим обоснованием и практической значимостью.
Ключевые слова: система поддержки принятия решений, животноводство, оптимизация кормления, математические модели, большие данные, искусственный интеллект, автоматизация, предиктивные алгоритмы, интернет вещей, цифровое сельское хозяйство
Статья посвящена разработке методики динамической оценки весов коллизий пересечений в цифровых информационных моделях объектов капитального строительства. Предложен алгоритм, сочетающий геометрический анализ, статистические методы и адаптивное взвешивание метрик (детализация, ошибки геометрии, сложность тесселяции, коэффициент заполнения). Описана реализация на Python с использованием библиотеки IfcOpenShell и многопоточной архитектуры для оптимизации обработки данных. Акцент сделан на формализации метрик, динамическом распределении весов на основе стандартного отклонения и нормализации данных. Методика направлена на повышение точности приоритезации коллизий с учётом контекста проекта.
Ключевые слова: ТИМ, коллизии, верификация, динамические веса, адаптивные метрики, алгоритмы, IfcOpenShell, python, стандартное отклонение
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В статье рассматриваются подходы к систематическому анализу исторических данных, полученных на объектах водоподготовки. С помощью инструментов математической статистики, методов машинного обучения и визуального анализа предлагается формализовать оценку эффективности работы водоподготовительного оборудования. Предложенный подход позволяет выявлять скрытые зависимости в данных, формировать устойчивые модели взаимосвязей и разрабатывать рекомендации по оптимизации технологического процесса.
Ключевые слова: водоподготовка, телеметрические данные, анализ временных рядов, машинное обучение, эффективность оборудования
2.1.4 - Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Рассматривается вариант построения модели привода ориентации солнечных батарей на основе двигателя постоянного тока и ПИД управлением. Ориентация в пространстве осуществляется по двум осям: азимутальной и зенитальной. Модель используется для оптимальной настройки параметров ПИД-регулятора при отработке требуемых углов ориентации в условиях порывистых ветровых воздействий. В качестве основных критериев настройки используются: малое перерегулирования при отработке угла, апериодический (не колебательный) характер переходных процессов, минимальная динамическая ошибка компенсации ветровых воздействий при отработке угла, минимальное время установления при отработке воздействия. Оптимизация регулятора осуществлялась методом покоординатного спуска. Приводится вариант настройки регулятора для оптимального режима с приведением графиков процессов, подтверждающих его практическую оптимальность. Построенная модель привода может использоваться при реализации цифрового двойника системы контроля и управления приводом ориентации панелей солнечных батарей.
Ключевые слова: математическая модель привода, ПИД-регулятор, солнечная панель, порывистые ветровые воздействия, азимутальная и зенитальная ориентация, оптимизация по комплексному критерию
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.4.5 - Энергетические системы и комплексы
В статье представлена система биометрической идентификации на основе электрокардиограммы с использованием глубокого обучения. Предложена архитектура из двух моделей: сиамской нейронной сети для верификации и сверточной нейронной сети (CNN) для классификации. Методология включает предобработку сигналов, аугментацию данных и извлечение признаков. Эксперименты на эталонных наборах данных показали высокую точность: сиамская сеть обеспечила надежную верификацию, а CNN достигла точности идентификации более 98%. Результаты подтверждают эффективность подхода для реальных приложений. Обсуждаются вызовы, такие как шумы сигнала и межсессионные изменения, а также перспективы развития, включая непрерывную аутентификацию и мультимодальные системы.
Ключевые слова: биометрическая аутентификация, электрокардиограмма, сиамская нейронная сеть, сверточная нейронная сеть, qrs-комплекс, обработка сигналов
2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность , 3.1.20 - Кардиология
При измерении силы света размеры источника света должны быть малы по сравнению с расстоянием фотометрирования. В этом случае выполняется закон квадратов расстояния, который можно применять на практике и получать высокую точность измерений, если расстояние фотометрирования превышает наибольший размер источника света не менее чем в 10 раз. Для источников света с конечными размерами при малых расстояниях до освещаемой поверхности в этот закон необходимо вводить поправки. В настоящей работе приводятся результаты расчетов погрешностей при использовании закона квадратов расстояния для источников света конечных размеров различных форм и различных светораспределений.
Ключевые слова: закон квадратов расстояния, сила света, погрешность измерений, расстояние фотометрирования.
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.2.6 - Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы
В статье рассказывается о разработанных автором программах, предназначенных для автоматического управления расчетами, проводимыми в пакете Gaussian, а также обработки полученных результатов. Gaussian является мощной квантово-химической программой, позволяющей решать самые разнообразные задачи, связанные с исследованием химического строения и свойств соединений и их реакций. Однако данная программа обладает своими особенностями, которые в некоторых задачах создают необходимость многократного перезапуска расчета. Кроме того, в ряде случаев могут потребоваться дополнительные вычисления. Например, если речь идет об исследовании реакции, а не отдельной молекулы, характеристики реакции необходимо вычислять, используя результаты расчетов участвующих в ней молекул. Автоматизируя процесс исследования и проводя вычисления, недоступные напрямую в Gaussian, программы-оболочки позволяют существенно сэкономить время пользователя и избавить его от рутинной работы.
Ключевые слова: математическое моделирование химических реакций, квантово-химический расчет, квантово-химические методы, программное обеспечение, Gaussian, программа-оболочка, автоматизация исследования
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Проведен анализ зависимостей давления расплава от прочих параметров процесса при переработке полимеров методом экструзии, а также намечены пути для разработки эффективной системы автоматического управления процессом экструзии в полимерном производстве.
Ключевые слова: экструзия полимеров, давление расплава, система автоматического управления экструдером
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В статье предложена методика построения пространства атрибутов для выявления поведенческих аномалий пользователей в CRM-системах. Описаны способы регистрации действий через встроенные трекеры, позволяющие фиксировать активность, клики, движения курсора и нажатия клавиш. Агрегация этих данных в векторы признаков обеспечивает применение алгоритмов машинного обучения для обнаружения нарушений и повышения информационной безопасности в CRM-системе.
Ключевые слова: информационная безопасность, CRM-система, поведенческий анализ, выявление аномалий, идентификация пользователей, аналитика поведения, мониторинг активности, цифровой след, инсайдерские угрозы, пространство атрибутов
2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
В эпоху перехода к Индустрии 4.0 промышленное оборудование требует высокоэффективных решений для анализа его работоспособности. Современные системы мониторинга и диагностики должны обеспечивать надежное выявление возможных проблем на ранних этапах, даже в сложных эксплуатационных условиях, с минимальными ошибками. При этом важно, чтобы такое оборудование было доступным по цене и компактным для массового применения. В связи с этим, в исследовании сравниваются возможности пьезоакселерометров и MEMS-акселерометров для анализа вибраций и обнаружения неисправностей шаговых двигателей. В ходе работы проанализированы основные существующие методы виброанализа состояния оборудования, разработано программное обеспечение, реализующие варианты математических моделей для обработки данных инерциальных датчиков ориентации. Описана конструкция стенда и программное обеспечение для датчиков MPU-9250 и AP2037-100-03. Приведены результаты реализации и испытаний датчиков MPU-9250 и AP2037-100-03. Целью данного исследования стало сравнение пьезоакселерометров и MEMS-акселерометров для оценки их эффективности вибродиагностики шаговых двигателей.
Ключевые слова: мониторинг вибрации, MEMS датчики, пьезоакселерометр, индустрия 4.0, предиктивная аналитика, виброанализ
2.2.8 - Методы и приборы контроля и диагностики материалов, изделий, веществ и природной среды
Представлены результаты исследования, посвященного разработке подсистемы идентификации оператора производственного процесса в мобильном тренажере, используемом для обучения и контроля профессиональных навыков. Формализовано на основе визуальных моделей в нотации UML описаны функциональные требования к подсистеме идентификации оператора на основе нейросетевых технологий, процессы взаимодействия пользователя с подсистемой распознавания личности, загрузки эталонного изображения для дальнейшей идентификации оператора при обучении и контроле на тренажере. Разработан прототип подсистемы на основе языка программирования Kotlin и библиотеки TensorFlow. Разработанная подсистема анализа изображений обладает высокой скоростью обнаружения и инициализации лиц, достигающей менее 0,5 с, что делает ее особенно эффективной для задач реального времени, где быстродействие играет ключевую роль. Локальная обработка данных на мобильных устройствах обеспечивает защиту конфиденциальности пользователей, исключая передачу данных на удаленные серверы, что минимизирует риски утечек информации. Оптимизация энергопотребления обеспечивает продолжительную работу на устройствах с ограниченной емкостью батареи, что делает систему удобной и практичной в использовании. Рассмотренную подсистему планируется адаптировать для контроля формирования навыков работы на оборудовании при обучении операторов на мобильных тренажерах. Подсистема, основанная на технологиях VR/AR, а также обученной нейронной сети, будет осуществлять анализ данных о реакциях пользователей в режиме реального времени.
Ключевые слова: мобильные тренажеры, нейронные сети, идентификация пользователя, профессиональное обучение, диаграммы UML, TensorFlow
В исследовании представлен подход к моделированию многомерных временных рядов с использованием параметризации, на примере кривой доходности. Оценена эффективность добавление коэффициентов параметризации в предикаты, предложены новые функции потерь, которые акцентируют внимание на моделирование формы кривой. Были применены модели прогнозирования, включая LSTM, Prophet и гибридные комбинации. Для автоматизации обработки и оценки данных была разработана система на базе Python. Метод повышает точность и интерпретируемость прогнозов, предлагая перспективный инструмент для финансового моделирования.
Ключевые слова: машинное обучение, финансовый инжиниринг, моделирование фондового рынка, рынок облигаций
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 5.2.4 - Финансы
В работе рассматривается проблема обеспечения качества данных в высокочастотных потоках данных Интернета вещей при переходе к гибридной архитектуре «периферия-облако». Показано, что перенос части процедур контроля качества данных (вычисление метрик достоверности, обнаружение выбросов, верификация контрактов данных) на периферийные устройства сокращает задержки и снижает нагрузку на облако. Представлен обзор существующих решений контроля качества в облачных и периферийных средах, выявлены их ограничения вследствие статичного распределения вычислительных ролей и отсутствия поддержки динамического дрейфа нагрузки. Предложена концепция «Гранично-ориентированного контроля качества данных», динамически перераспределяющая процедуры контроля на основе текущих показателей пропускной способности сети и загрузки процессора. Разработан прототип на базе Apache Flink. Эксперименты на потоках реального производства (300 тыс. сообщений/с) показали уменьшение задержки срабатывания на 37 % и снижение расхода облачных процессоров на 46 % по сравнению с полностью облачной схемой. Анализируются сильные и слабые стороны подхода, границы применимости и угрозы безопасности. В заключении очерчены перспективы развития: адаптивный выбор моделей контроля на периферии, включение мультимодальных потоков и формализация требований к данным.
Ключевые слова: контроль качества данных, потоковая обработка, интернет вещей, облачные вычисления, Apache Flink, Apache Kafka, обнаружение аномалий, распределённые ресурсы
Предложен метод силового и кинематического анализа дифференциального привода колес транспортного средства, в котором неопределенность устраняется за счет использования принципа минимума потенциальной энергии.
Ключевые слова: моделирование внешней нагрузки, дифференциальный привод, транспортное средство, водило, задача оптимизации
1.1.7 - Теоретическая механика, динамика машин , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 2.5.11 - Наземные транспортно-технологические средства и комплексы